三元鋰電池壽命

所謂鋰電池壽命是指電池在使用過一段時(shí)間后，容量衰減為標(biāo)稱容量（室溫25℃，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，且以0.2C放電的電池容量）的70%，即可認(rèn)為壽命終止。行業(yè)內(nèi)一般以鋰電池滿充滿放的循環(huán)次數(shù)來計(jì)算循環(huán)壽命。在使用的過程中，鋰電池內(nèi)部會(huì)發(fā)生不可逆的電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致容量下降，比如電解液的分解，活性材料的失活，正負(fù)極結(jié)構(gòu)的坍塌導(dǎo)致鋰離子嵌入和脫嵌的數(shù)量減少等等。實(shí)驗(yàn)標(biāo)明，更高倍率的放電會(huì)導(dǎo)致容量更快的衰減，如果放電電流較低，電池電壓會(huì)接近平衡電壓，能釋放出更多的能量。

三元鋰電池的理論壽命約為800次循環(huán)，在商業(yè)化的可充電鋰電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次，而鈦酸鋰據(jù)說可以達(dá)到1萬次循環(huán)。目前主流的電池廠家在其生產(chǎn)的三元電芯規(guī)格書中承諾大于500次（標(biāo)準(zhǔn)條件下充放電），但是電芯在配組做成電池包后，由于一致性問題，主要是電壓和內(nèi)阻不可能完全一樣，其循環(huán)壽命大約為400次。廠家推薦SOC使用窗口為10%~90%，不建議進(jìn)行深度充放電，不然會(huì)對(duì)電池的正負(fù)極結(jié)構(gòu)造成不可逆的損傷，若是以淺充淺放來計(jì)算的話，循環(huán)壽命至少有1000次。另外，鋰電池若是經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放電，電池壽命會(huì)大幅下降到不足200次。
 

能量密度與運(yùn)營(yíng)成本成為最大短板

盡管鈦酸鋰相比其他負(fù)極材料擁有明顯的優(yōu)勢(shì)，但其短板也十分突出。中國(guó)工程院院士、英國(guó)皇家工程院院士陳清泉就曾指出，鈦酸鋰能量密度低和成本高是其最致命的缺點(diǎn)。

從材料結(jié)構(gòu)看，鈦酸鋰的比容量?jī)H為170mAh/g，遠(yuǎn)低于石墨負(fù)極的300mAh/g。因此，搭載了同等質(zhì)量動(dòng)力電池的新能源汽車，采用鈦酸鋰作為負(fù)極的續(xù)駛里程只有另一輛車的一半左右。

價(jià)格因素也成為了阻擋鈦酸鋰電池大規(guī)模應(yīng)用的攔路虎。相比石墨材料2-6萬元每噸的售價(jià)，鈦酸鋰的售價(jià)高達(dá)13-15萬元每噸。

因此，當(dāng)前鈦酸鋰電池僅能在售價(jià)較高的大客車上使用。實(shí)際上，銀隆新能源目前的主力車型均為6米以上的商用客車。

但從商運(yùn)營(yíng)的角度來看，相比搭載了三元電池或磷酸鐵鋰電池的新能源客車，銀隆新能源的產(chǎn)品的運(yùn)營(yíng)成本要高出不少。曾在國(guó)家電網(wǎng)從事能源研究的專家張明(化名)告訴億歐汽車，當(dāng)前新能源公交車的主要盈利點(diǎn)在于利用峰谷電差價(jià)對(duì)車輛進(jìn)行充電，而這是采用了鈦酸鋰電池作為能源的新能源客車無法實(shí)現(xiàn)的。

“一二線城市的普通電動(dòng)公交車每天平均行駛里程會(huì)在200公里左右，目前大部分新能源客車均能滿足。”張明說道，“但為了盡可能降低出廠時(shí)的售價(jià)，銀隆新能源的產(chǎn)品會(huì)減少動(dòng)力電池的搭載，縮減續(xù)駛里程。”在他看來，盡管銀隆新能源的客車可以利用司機(jī)休息時(shí)間快速充電，但這也致使車隊(duì)無法享受峰谷電價(jià)的優(yōu)勢(shì)。“白天與夜間的電價(jià)差基本在5毛錢左右，這對(duì)于具有規(guī)模效應(yīng)的公交公司來說是一筆不小的成本。”

2.5萬次循環(huán)壽命：屠龍之技?

在過去不少的宣傳活動(dòng)中，鈦酸鋰電池高達(dá)2.5萬次的電池循環(huán)壽命被認(rèn)為是銀隆最致命的殺手锏。董明珠不止一次放言稱，超高的循環(huán)次數(shù)可以讓車主安心把銀隆的車用到報(bào)廢。

但是，這種性能放在新能源公交車的使用場(chǎng)景下，疑似屬于一種過度設(shè)計(jì)。假設(shè)銀隆新能源的大客車每日的充放電次數(shù)高達(dá)4次，那么其一年的電池循環(huán)次數(shù)也就剛達(dá)到1300次，那么2.5萬次的循環(huán)壽命夠其用20年。當(dāng)前，大客車的置換周期為6-8年左右，一輛銀隆新能源客車的鈦酸鋰電池在其整車生命周期中根本用不完，只能在車輛報(bào)廢后另行處理。

高到這種程度的循環(huán)壽命，車主真的需要嗎?

而即使在儲(chǔ)能領(lǐng)域，鈦酸鋰電池的市場(chǎng)前景也不容樂觀。張明告訴億歐汽車，電網(wǎng)的峰谷調(diào)蓄對(duì)電池的快充快放要求并不高，常規(guī)的鋰電池都能滿足，而鈦酸鋰電池更多是滿足電網(wǎng)的應(yīng)急調(diào)蓄需求。“這部分需求所占的市場(chǎng)份額不會(huì)超過5%，總量上來看是很低的。”

此外，儲(chǔ)能電池的單位時(shí)間內(nèi)重放循環(huán)次數(shù)更低，2.5萬次的循環(huán)壽命足夠電池使用幾十年的時(shí)間。但張明表示，儲(chǔ)能單元之間的連接件等配件壽命沒有這么長(zhǎng)，在整個(gè)儲(chǔ)能單元的生命周期中還要進(jìn)行更換。這其中的工序復(fù)雜，成本也不低。

由此可見，銀隆的鈦酸鋰技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也是其實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的最大阻礙。董明珠對(duì)于銀隆和鈦酸鋰電池的看好，也許有其背后的合理因素。但從現(xiàn)有的技術(shù)與運(yùn)營(yíng)模式上來看，這條路的前景實(shí)在稱不上光明。